异常是程序在执行期间产生的问题。C++ 异常是指在程序运行时发生的特殊情况，比如尝试除以零的操作。

函数的异常声明列表

为了增强程序的可读性和可维护性，使程序员在使用一个函数时就能看出这个函数可能会拋出哪些异常，C++ 允许在函数声明和定义时，加上它所能拋出的异常的列表，具体写法如下：

void func() throw (int, double, A, B, C);

或

void func() throw (int, double, A, B, C){...}

上面的写法表明 func 可能拋出 int 型、double 型以及 A、B、C 三种类型的异常。异常声明列表可以在函数声明时写，也可以在函数定义时写。如果两处都写，则两处应一致。
如果异常声明列表如下编写：

void func() throw ();

则说明 func 函数不会拋出任何异常。
一个函数如果不交待能拋出哪些类型的异常，就可以拋出任何类型的异常。

函数如果拋出了其异常声明列表中没有的异常，在编译时不会引发错误，但在运行时， Dev C++ 编译出来的程序会出错；用 Visual Studio 2010 编译出来的程序则不会出错，异常声明列表不起实际作用。

异常提供了一种转移程序控制权的方式。C++ 异常处理涉及到三个关键字：try、catch、throw。

• throw: 当问题出现时，程序会抛出一个异常。这是通过使用 throw 关键字来完成的。
• catch: 在您想要处理问题的地方，通过异常处理程序捕获异常。catch 关键字用于捕获异常。
• try: try 块中的代码标识将被激活的特定异常。它后面通常跟着一个或多个 catch 块。

如果有一个块抛出一个异常，捕获异常的方法会使用 try 和 catch 关键字。try 块中放置可能抛出异常的代码，try 块中的代码被称为保护代码。使用 try/catch 语句的语法如下所示：

try
{
   // 保护代码
}catch( ExceptionName e1 )
{
   // catch 块
}catch( ExceptionName e2 )
{
   // catch 块
}catch( ExceptionName eN )
{
   // catch 块
}

如果 try 块在不同的情境下会抛出不同的异常，这个时候可以尝试罗列多个 catch 语句，用于捕获不同类型的异常。

C++异常处理基本语法

C++ 通过 throw 语句和 try...catch 语句实现对异常的处理。throw 语句的语法如下：

throw  表达式;

该语句拋出一个异常。异常是一个表达式，其值的类型可以是基本类型，也可以是类。

try...catch 语句的语法如下：

try {
    语句组
}
catch(异常类型) {
    异常处理代码
}
...
catch(异常类型) {
    异常处理代码
}

catch 可以有多个，但至少要有一个。
不妨把 try 和其后{}中的内容称作“try块”，把 catch 和其后{}中的内容称作“catch块”。

抛出异常

您可以使用 throw 语句在代码块中的任何地方抛出异常。throw 语句的操作数可以是任意的表达式，表达式的结果的类型决定了抛出的异常的类型。

以下是尝试除以零时抛出异常的实例：

double division(int a, int b)
{
   if( b == 0 )
   {
      throw "Division by zero condition!";
   }
   return (a/b);
}

捕获异常

catch 块跟在 try 块后面，用于捕获异常。您可以指定想要捕捉的异常类型，这是由 catch 关键字后的括号内的异常声明决定的。

try...catch 语句的执行过程是：

• 执行 try 块中的语句，如果执行的过程中没有异常拋出，那么执行完后就执行最后一个 catch 块后面的语句，所有 catch 块中的语句都不会被执行；
• 如果 try 块执行的过程中拋出了异常，那么拋出异常后立即跳转到第一个“异常类型”和拋出的异常类型匹配的 catch 块中执行（称作异常被该 catch 块“捕获”），执行完后再跳转到最后一个 catch 块后面继续执行。

try
{
   // 保护代码
}catch( ExceptionName e )
{
  // 处理 ExceptionName 异常的代码
}

上面的代码会捕获一个类型为 ExceptionName 的异常。如果您想让 catch 块能够处理 try 块抛出的任何类型的异常，则必须在异常声明的括号内使用省略号 ...，如下所示：

try
{
   // 保护代码
}catch(...)
{
  // 能处理任何异常的代码
}

下面是一个实例，抛出一个除以零的异常，并在 catch 块中捕获该异常。

#include <iostream>
using namespace std;
 
double division(int a, int b)
{
   if( b == 0 )
   {
      throw "Division by zero condition!";
   }
   return (a/b);
}
 
int main ()
{
   int x = 50;
   int y = 0;
   double z = 0;
 
   try {
     z = division(x, y);
     cout << z << endl;
   }catch (const char* msg) {
     cerr << msg << endl;
   }
 
   return 0;
}

由于我们抛出了一个类型为 const char* 的异常，因此，当捕获该异常时，我们必须在 catch 块中使用 const char*。当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Division by zero condition!

如果拋出的异常没有被 catch 块捕获，例如，将catch(int e)，改为catch(char e)，当输入的 n 为 0 时，拋出的整型异常就没有 catch 块能捕获，这个异常也就得不到处理，那么程序就会立即中止，try...catch 后面的内容都不会被执行。

C++ 标准的异常

C++ 提供了一系列标准的异常，定义在 中，我们可以在程序中使用这些标准的异常。它们是以父子类层次结构组织起来的，如下所示：

下表是对上面层次结构中出现的每个异常的说明：

下面分别介绍以上几个异常类。本节程序的输出以 Visual Studio 2010为准，Dev C++ 编译的程序输出有所不同。

1) bad_typeid

使用 typeid 运算符时，如果其操作数是一个多态类的指针，而该指针的值为 NULL，则会拋出此异常。

2) bad_cast

在用 dynamic_cast 进行从多态基类对象（或引用）到派生类的引用的强制类型转换时，如果转换是不安全的，则会拋出此异常。程序示例如下：

#include <iostream>
#include <stdexcept>
using namespace std;
int main()
{
    try {
        char * p = new char[0x7fffffff];  //无法分配这么多空间，会抛出异常
    }
    catch (bad_alloc & e)  {
        cerr << e.what() << endl;
    }
    return 0;
}

程序的输出结果如下：

Bad dynamic_cast!

在 PrintObj 函数中，通过 dynamic_cast 检测 b 是否引用的是一个 Derived 对象，如果是，就调用其 Print 成员函数；如果不是，就拋出异常，不会调用 Derived::Print。

3) bad_alloc

在用 new 运算符进行动态内存分配时，如果没有足够的内存，则会引发此异常。程序示例如下：

bad allocation
ios_base::failure

程序的输出结果如下：

invalid vector <T> subscript
invalid string position

在默认状态下，输入输出流对象不会拋出此异常。如果用流对象的 exceptions 成员函数设置了一些标志位，则在出现打开文件出错、读到输入流的文件尾等情况时会拋出此异常。此处不再赘述。

4) out_of_range

用 vector 或 string 的 at 成员函数根据下标访问元素时，如果下标越界，则会拋出此异常。例如：

#include <iostream>
#include <stdexcept>
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
    vector<int> v(10);
    try {
        v.at(100) = 100;  //拋出 out_of_range 异常
    }
    catch (out_of_range & e) {
        cerr << e.what() << endl;
    }
    string s = "hello";
    try {
        char c = s.at(100);  //拋出 out_of_range 异常
    }
    catch (out_of_range & e) {
        cerr << e.what() << endl;
    }
    return 0;
}

程序的输出结果如下：

invalid vector <T> subscript
invalid string position

如果将v.at(100)换成v[100]，将s.at(100)换成s[100]，程序就不会引发异常（但可能导致程序崩溃）。因为 at 成员函数会检测下标越界并拋出异常，而 operator[] 则不会。operator [] 相比 at 的好处就是不用判断下标是否越界，因此执行速度更快。

定义新的异常

您可以通过继承和重载 exception 类来定义新的异常。下面的实例演示了如何使用 std::exception 类来实现自己的异常：

#include <iostream>
#include <exception>
using namespace std;
 
struct MyException : public exception
{
  const char * what () const throw ()
  {
    return "C++ Exception";
  }
};
 
int main()
{
  try
  {
    throw MyException();
  }
  catch(MyException& e)
  {
    std::cout << "MyException caught" << std::endl;
    std::cout << e.what() << std::endl;
  }
  catch(std::exception& e)
  {
    //其他的错误
  }
}

这将产生以下结果：

MyException caught
C++ Exception

在这里，what() 是异常类提供的一个公共方法，它已被所有的异常类重载。这将返回异常产生的原因。

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